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超聲波萃取儀利用超聲波輻射壓強(qiáng)產(chǎn)生的強(qiáng)烈空化應(yīng)效應(yīng)、機(jī)械振動、擾動效應(yīng)、高的加速度、乳化、擴(kuò)散、擊碎和攪拌作用等多級效應(yīng)，增大物質(zhì)分子運動頻率和速度，增加溶劑穿透力，從而加速目標(biāo)成分進(jìn)入溶劑，促進(jìn)提取的進(jìn)行。
超聲波萃取的優(yōu)點
超聲波萃取和常規(guī)萃取技術(shù)相比，超聲波輔助萃取快速、價廉、。
超聲波萃取與水煮、醇沉工藝相比，超聲波萃取具有如下突出特點：
?。?）無需高溫
?。?）常壓萃取，安全性好，操作簡單易行，維護(hù)保養(yǎng)方便
（3）萃取效率高
?。?）具有廣譜性。適用性廣，絕大多數(shù)的中藥材各類成份均可超聲萃取
?。?）超聲波萃取對溶劑和目標(biāo)萃取物的性質(zhì)關(guān)系小
?。?）減少能耗
?。?）藥材原料處理量大，成倍或數(shù)倍提高，且雜質(zhì)少，有效成分易于分離、凈化
?。?）萃取工藝成本低，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著
應(yīng)用領(lǐng)域
超聲波提取技術(shù)廣泛地應(yīng)用在中藥材、食品、化工的萃取中，隨著超聲波提取技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)備的自動化程度不斷提高，再結(jié)合萃取對象的特性，將大大提高萃取效率，獲得更高品質(zhì)的萃取物，功率超聲萃取技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。
油脂浸取
超聲場強(qiáng)化萃取油脂可使浸取效率顯著提高,還可以改善油脂品質(zhì),節(jié)約原料,增加油的萃取量。超聲場不僅可以強(qiáng)化常規(guī)流體對物質(zhì)的浸取過程,而且還可以強(qiáng)化超臨界狀態(tài)下物質(zhì)的萃取過程。
超聲波強(qiáng)化超臨界CO2流體萃取過程中從麥芽胚中萃取麥胚油,超臨界流體萃取附加超聲場后,麥胚油的萃取率提高10%左右,且未引起麥胚油的降解。
蛋白質(zhì)萃取
超聲波萃取蛋白質(zhì)方面也有顯著效果,用超聲波既能將上述料胚在水中將其蛋白質(zhì)粉碎,也可將80%的蛋白質(zhì)液化,還可萃取熱不穩(wěn)定的7S蛋白成分。
超聲波處理能提高蛋白質(zhì)萃取率的作用；超聲波處理還可提高漿體的分離溫度,降低漿體粘度,可用于直接生產(chǎn)高蛋白的豆奶產(chǎn)品。
不同濃度大豆?jié){體、磨前經(jīng)熱處理大豆?jié){體及其分離出的豆渣進(jìn)行超聲波處理。經(jīng)超聲波處理過的大豆?jié){體,與不經(jīng)處理的比較,其豆奶中蛋白質(zhì)含量均有顯著的提高,提高的幅度在12%~20%。
多糖萃取
超聲波多糖萃取傳統(tǒng)工藝相比,超聲波強(qiáng)化萃取操作簡單,萃取率高,反應(yīng)過程無物料損失和無副反應(yīng)發(fā)生。
金針菇子實體多糖的萃取,用超聲波強(qiáng)化,可使多糖萃取率提高76.22%；利用超聲波熱水浸提銀耳多糖,萃取率比酶法高出5%,且浸提時間大大縮短。
天然香料萃取
超聲波對萃取率有明顯的影響，超聲波強(qiáng)化超臨界流體，萃取(SSFE)辣椒中的辣椒素效果很明顯。
超聲波萃取葉纈草香料與不用超聲波萃取的結(jié)果進(jìn)行了對比,采用超聲波的濾液上及光度吸光度比不用超聲波的濾液吸光度高12%~40%。
食品分析
食品分析中的應(yīng)用，超聲波萃取也用于食品樣品的預(yù)處理。
測定午餐肉脂肪含量的國家標(biāo)準(zhǔn)(GB5009.696)酸水解法,操作費時繁瑣,人為因素影響較大,不易掌握。利用超聲波對酸水解測定午餐肉中脂肪含量的方法進(jìn)行了改進(jìn),超聲波萃取樣品不需加熱,縮短了樣品消化時間,可對大批量樣品的脂肪含量同時測定。
超聲波萃取的主要影響因素
1、溫度
一般不需要加熱，但其本身存在較強(qiáng)的熱效應(yīng)，且介質(zhì)的溫度對空化作用的強(qiáng)度也有一定的影響。
2、聲處理時間
超聲波頻率是影響有效成分萃取率的主要因素之一。
3、聲波頻率
超聲提取通常比常規(guī)提取的時間要短(20~45min)。相對于其他影響因素而言，超聲提取時間對提取率沒有顯著影響。
超聲波萃取原理
超聲波是一種彈性機(jī)械振動波，與電磁波本質(zhì)上不同。因為電磁波在真空中傳播，而超聲波必須在介質(zhì)中傳播，穿過介質(zhì)時，形成膨脹和壓縮的全過程。
在液體中，膨脹過程形成負(fù)壓。如果超聲波能量足夠強(qiáng)，膨脹過程會在液體中生成氣泡或?qū)⒁后w撕裂成很小的空穴。這些空穴瞬間閉合，閉合時產(chǎn)生高達(dá)3000MPa 的瞬間壓力，稱為空化作用，整個過程在400μs 內(nèi)完成。
空化作用細(xì)化物質(zhì)以及制造乳液，加速目標(biāo)成分進(jìn)入溶劑，提高提取率。除空化作用外，超聲波的許多次級效應(yīng)也都利于目標(biāo)成分的轉(zhuǎn)移和提取。
成穴現(xiàn)象的重要意義在于氣泡破裂時發(fā)生的反應(yīng)。一些點位，氣泡不再吸收超聲波能量，而產(chǎn)生內(nèi)爆。氣泡或空穴里的氣體和蒸汽快速絕熱壓縮，產(chǎn)生*的溫度和壓力 。
氣泡體積相對液體總體積來說極微，因此產(chǎn)生的熱量瞬間散失，對環(huán)境條件不會產(chǎn)生明顯影響，空穴泡破裂后的冷卻速度估計約為1010℃/s 。
超聲空穴提供能量和物質(zhì)間*的相互作用，產(chǎn)生的高溫高壓能導(dǎo)致游離基和其它組份的形成 。
純液體中，空穴破裂時，由于周圍條件相同，因此總保持球形；然而緊靠固體邊界處，空穴的破裂是非均勻的，產(chǎn)生高速液體噴流，使膨脹氣泡的勢能轉(zhuǎn)化成液體噴流的動能，在氣泡中運動并穿透氣泡壁 。
噴射流在固體表面的沖擊力非常強(qiáng)，能對沖擊區(qū)造成極大的破壞，從而產(chǎn)生高活性的新鮮表面 。破裂氣泡形變在表面上產(chǎn)生的沖擊力比氣泡諧振產(chǎn)生的沖擊力要大數(shù)倍 。
超聲波的上述效應(yīng)，從不同類型的樣品中提取各種目標(biāo)成份是非常有效的。
施加超聲波，在有機(jī)溶劑和固體基質(zhì)接觸面上產(chǎn)生的高溫、高壓，加之超聲波分解產(chǎn)生的游離基的氧化能等，從而提供了高的萃取能。
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